5G R16 冻结,接下来 R17 将讲些什么?-半导体-热点资讯-野望文存-科技 
    欢迎来到野望文存-科技!
当前位置:野望文存-科技 > 热点资讯 > 半导体 >  5G R16 冻结,接下来 R17 将讲些什么?

5G R16 冻结,接下来 R17 将讲些什么?

发表时间:2020-08-01 10:08:00  来源:野望文存  浏览:次   【】【】【

我们正迈入万物智联的 5G 时代。


万物将变得越来越聪明,也将彼此沟通和传送数据。


但彼此沟通需要一门全球通用的语言。


这门“通用语言”就是由 3GPP 制定的 5G 标准。


大概来讲,这门“通用语言”包含了两大部分:5G 新无线(NR)和 5G 新架构。


在 5G NR 方面,3GPP 已在 R15 标准版本中制定了更强大的无线空口,可以提供更快、更敏捷的移动宽带体验。


5G NR 规范具有足够的灵活性,可以应对不同的设备接入、频谱和场景,还大幅降低了时延,提升了效率,并支持 LTE 和 NR 之间以及不同频段之间的连接或聚合。


最近冻结的 R16 标准版本又进一步将 NR 功能扩展到新的垂直行业中,比如交通运输、工业物联网、制造业、汽车(V2X)行业等,同时,还进一步增强了容量和效率,包括 MIMO 增强、IAB、CLI/RIM、UE 节能、uRLLC 增强、NR-U、NR 定位、2-STEP RACH、双连接和载波聚合增强等。


在系统架构方面,R16 增强了 SBA(基于服务的架构),提升了 SMF、UP F部署的灵活性,支持基于位置服务提供商业服务,增强了 UE 能力信令和 RAN 自组织网络等。


那么,接下来,3GPP R17 版本将主要讲些什么呢?



NR-Light


大家都知道,NB-IoT 和 eMTC 是简化版、轻量版的 LTE,针对低功耗、低成本、低速率、大连接和广覆盖的物联网应用而生。进入 5G 万物互联时代,也需要一个简化版、轻量版的 5G NR,他就是 NR-Light。


为什么需要 NR-Light 呢?


5G 定义了 eMBB、uRLLC 和 mMTC 三大场景,eMBB 主要针对 4K/8K、VR/AR 等大带宽应用,uRLLC 主要针对远程机器人控制、自动驾驶等超高可靠超低时延应用,而 NB-IoT 和 eMTC 将演进为 mMTC,主要针对低速率的大规模物联网连接。


简单的讲,uRLLC 针对的是“高端”物联网应用场景,而 mMTC 针对的是“低端”物联网应用场景,那么问题就来了,在 eMBB、mMTC 与 uRLLC 之间存在的“中端物联网市场”的空白地带谁来解决?


比如以 5G 智能制造为例,只有机器人控制、AI 质量检查等应用才需要超大带宽和超低时延的网络能力,而对于工厂内的监控摄像头、大量传感器而言,超大带宽和超低时延可能就是浪费,而 NB-IoT/eMTC 在时延和带宽能力上又不能满足需求。


这个空白地带就是 NR-Light 的用武之地。


NR-Light 的性能与成本介于 eMTC/NB-IoT 与 NR eMBB/URLLC 之间,仅占用 10MHz 或 20MHz 带宽,支持下行速率 100Mbps,上行速率 50Mbps,主要应用于工业物联网传感器、监控摄像头、可穿戴设备等场景。


NR-Light 主要研究方向包括:

  • 降低 UE 成本和复杂性

  • 减少 UE 上下行带宽

  • 减少 UE RX 天线,包括 2RX 和 1RX

  • 降低基带复杂度

  • 降低 UE Tx 功率等级

  • 研究进一步提升 UE 能效的技术

  • 研究 RRC IDLE/INACTIVE 节电技术,包括空闲模式 RRM、寻呼唤醒等

  • 研究基于 RRC CONNECTED 态的低功耗技术




NR V2X 增强


蜂窝车联网(C-V2X)旨在把车连到网,以及把车与车、车与人、车与道路基础设施连成网,以实现车与外界的信息交换,包括了 V2N(车辆与网络/云)、V2V(车辆与车辆)、V2I(车辆与道路基础设施)和 V2P(车辆与行人)之间的连接性。



V2X 消息可以通过 Uu 接口在基站和 UE 之间传输,也可通过 Sidelink 接口(也称为 PC5)在 UE 之间的直接传输,即设备与设备之间直接通信。


为了将蜂窝网络扩展到汽车行业,3GPP 在 R14 引入了 LTE V2X,随后在 R15 对 LTE V2X 进行了功能增强,包括可在 Sidelink 接口上进行载波聚合、支持 64QAM 调制方式,进一步降低时延等。


进入 5G 时代,3GPP R16 版本正式开始对基于 5G NR 的 V2X 技术进行研究,以通过 5G NR 更低的时延、更高的可靠性、更高的容量来提供更高级的 V2X 服务。



R16 版本的 NR V2X 与 LTE V2X 互补和互通,定义支持 25 个 V2X 高级用例,其中主要包括四大领域:


  • 车辆组队行驶,其中领头的车辆向队列中的其他车辆共享信息,从而允许车队保持较小的车距行驶。

  • 通过扩展的传感器的协作通信,车辆、行人、基础设施单元和 V2X 应用服务器之间可交换传感器数据和实时视频,从而增强 UE 对周围环境的感知。

  • 通过交换传感器数据和驾驶意图来实现自动驾驶或半自动驾驶。

  • 支持远程驾驶,可帮助处于危险环境中的车辆进行远程驾驶。


R17 V2X 增强将 NR Sidelink 直接通信的应用场景从 V2X 扩展到公共安全、紧急服务,乃至手机与手机之间直接通信应用。为了更好的让 Sidelink 支持新应用,R17 还将致力于优化 Sidelink 的功耗、频谱效率、可靠性、时延等。



NR 多播和广播服务


还记得 4G 时代吗?3GPP 在 R9 版本定义了 eMBMS,也称为 LTE 广播(LTE Broadcast)。通过 eMBMS,网络可以向小区范围内的多部手机单向广播相同的内容。


eMBMS 可支持的商业用例包括移动电视直播、视频点播(内容预加载)、广告推送、车载娱乐、公共安全等。当时,一种被称为“Venue casting”的用例被业界广泛看好,它主要应用于体育赛事、演唱会等直播场景。


以全球最火的足球比赛直播为例,运营商可以通过 eMBMS 同时向很多观众的终端设备单向广播视频流,以提升网络资源使用效率,让用户随时随地都能观看高质量的直播;同时,运营商还可以通过预加载和缓存内容、大批量的定制广告等方式,让用户在边观看直播的同时,还能按需实时回放内容、多角度观赛,以及在线视频购物和博彩等。


Venue casting 用例


随后于 2017 年,3GPP 在 R14 版本中进一步增强了 eMBMS 功能,推出了 enTV(增强型电视),这一次系统性地定义了如何通过移动通信网络广播数字电视内容。


但 5G NR 还不支持多播和广播服务,所以 R17 将开始研究基于 5G NR 的多播和广播服务。


NR 多播和广播服务研究主要针对公共安全多播和 Venue casting 场景。以公共安全多播为例,如遇到突发事件,可以让特定位置的大量用户能够同时接收到警告或通知。



NR 定位增强


卫星定位在室内无法使用,LTE 和 WiFi 定位技术又不精准,为此,5G 在 R16 版本中增加了定位功能,其利用 MIMO 多波束特性,定义了基于蜂窝小区的信号往返时间(RTT)、信号到达时间差(TDOA)、到达角测量法(AoA)、离开角测量法(AoD)等室内定位技术,定位精度可达到 3-10 米。


但这样的定位精度对于一些工业物联网应用还不够,为此,R17 将进一步把室内定位精准度提升到厘米级,大概是 20-30 厘米左右。这对于 5G 使能工业物联网非常重要。




IAB 增强


IAB,Integrated Access and Backhaul for NR,即 5G NR 集成无线接入和回传,其可通过扩展 NR 以支持无线回传来替代光纤回传



IAB 尤其适用于 5G 毫米波。由于毫米波传输距离短,需要部署密集的微站,意味着需要挖沟架线敷设密集的光纤回传,而 IAB 通过无线回传替代光纤,可以大幅降低部署难度和成本。


在 IAB 技术下,接入链路可以与回传链路使用相同的频段,称为带内工作;也可采用不同的频段,称为带外工作。


R17 的 IAB 增强致力于提升效率和支持更广泛的用例,比如让网状网拓扑更动态,比如将 IAB 应用于通信应急抢险。




XR 评估


XR 指的是扩展现实,其中包括 AR、VR 和 MR(混合现实)。5G 边缘计算让云端的计算、存储能力和内容更接近用户侧,使得网络时延更低,用户体验更极致,使能 AR、VR 和 MR 等应用。同时,得益于 5G 低时延、大带宽能力,终端侧的计算能力还可以上移到边缘云,使得 VR 头盔等终端更轻量化、更省电、更低成本。这种“轻终端+宽管道+边缘云”的模式将砍掉 VR/AR 昂贵的终端的门槛,摆脱有线的束缚,从而推动 XR 应用普及。


R17 将评估这种边缘云 + 轻量化终端的分布式架构,并优化网络时延、处理能力和功耗等。




NB-IoT/eMTC 与非地面网络集成


5G 的梦想是万物互联,是全连接、全覆盖。但要实现这个梦想太难,运营商不得不花很多钱,建很多基站,尤其是偏远山区,建站成本高的吓死人,还几乎没有收入。即使不差钱,海上行驶的船只、空中飞翔的飞机,你怎么去覆盖?


最好的办法就是让地面的蜂窝网络“通天”,即与非地面网络(NTN),比如卫星网络融合,打造立体式的广覆盖。



3GPP R16 已经研究 5G NR 与非地面网络的融合,R17 版本将进一步研究 NB-IoT/eMTC 与非地面网络集成,以支持位于偏远山区的农业、矿业、林业,以及海洋运输等垂直行业的物联网应用。




INACTIVE 态下小数据包传输


全称为 NR small data transmissions in INACTIVE state。


众所周知,4G LTE 的 RRC 状态只有两种:RRC_IDLE 和 RRC_CONNECTED,5G NR 多引入了 RRC_INACTIVE。



在 RRC INACTIVE 状态下,终端处于省电的睡眠状态,但它仍然保留部分 RAN 上下文(安全上下文,UE 能力信息等),始终保持与网络连接,并且可以通过消息快速唤醒从 RRC INACTIVE 状态转移到 RRC CONNECTED 状态。这样做可以减少信令开销,可以快速接入,降低时延,还能更省电。


R17 将支持在 INACTIVE 状态下就能直接进行小数据包传输,可以最大程度地降低功耗,这对于一些工业物联网应用(比如传感器升级)和智能手机的微信、Whatsapp 等聊天应用非常受用。



NR 覆盖增强


NB-IoT/eMTC 增强了覆盖能力,可以提升蜂窝物联网的覆盖范围。但一直以来,全球农村地区的 eMBB 应用一直被忽略。据统计,全球还有近一半的人口不能连接互联网,这个数字鸿沟怎么填?与此同时,5G 频段越来越高,单站覆盖范围越来越小,网络覆盖扩展越来越来难。


为此,R17 将评估 5G NR 重耕低频段的性能,评估上下行物理信道的覆盖等,研究覆盖增强方案。



频谱范围扩到 71GHz


5G NR 频谱范围(FR)分为 FR1 和 FR2,其中 FR1 为 410MHz - 7.125GHz,FR2 为 24.25GHz – 52.6GHz。R17 将 5G NR 的频段范围从 52.6GHz 扩展到了 71GHz。




其他


  • Multi-SIM

R17将首次研究支持双 SIM 卡或多 SIM 卡的 Multi-SIM 设备,3GPP 将致力于改进 Multi-SIM 技术,比如一部手机支持多张 SIM 卡、支持不同的网络时可互不影响。


  • NR MIMO

进一步增强 MIMO 能力,改善波束赋形和波束管理,并减少相关开销。


  • NR DSS 增强

DSS,动态频谱共享,在 R16 中已进行了大改进。R17 将进一步探索更优的跨载波调度。


  • 进一步增强 MRDC

MRDC,Multi-Radio Dual Connectivity,该机制可在用户流量下降时快速 deactivate 不需要的无线发射,从而可节省电量。


  • NR UE Power Saving Enhancements

5G 终端耗电和发热是用户最关心的问题之一,3GPP 正在研究进一步降低 5G 设备功耗的办法。


另外,R17 还将研究 RAN 切片、SON/最小化路测数据收集增强、针对 5G 不同业务需求的 QoE 管理和优化、NB-IoT 和 LTE-MTC 增强等项目。


介绍完毕,若有遗漏和理解不当之处,感谢留言指正。


来源:网优雇佣军


责任编辑:蔡学森